专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; |
专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
申请号 | CN202210442282.5 | 申请日 | 2022-04-25 |
公开(公告)号 | CN114769936A | 公开(公告)日 | 2022-07-22 |
申请人 | 深圳市兴鸿泰锡业有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
发明人 | 邢璧元; 王寿银; 邢璧凡; 周敏波; 范令强; | 第一发明人 | 邢璧元 |
权利人 | 深圳市兴鸿泰锡业有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
当前权利人 | 深圳市兴鸿泰锡业有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
省份 | 当前专利权人所在省份:广东省 | 城市 | 当前专利权人所在城市:广东省深圳市 |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:广东省深圳市龙华区龙华街道玉翠社区和平路和平工业园9号1层~3层 | 邮编 | 当前专利权人邮编:518000 |
主IPC国际分类 | B23K35/26 | 所有IPC国际分类 | B23K35/26 ; B23K35/40 ; B23K1/08 ; B23K3/08 |
专利引用数量 | 8 | 专利被引用数量 | 0 |
专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
专利代理机构 | 北京维正专利代理有限公司 | 专利代理人 | 陈方; |
摘要 | 本 申请 涉及 焊接 的领域,具体公开了一种 波峰焊 锡 条,包括锡 合金 以及 助焊剂 ,锡合金包括主合金和微量元素,主合金为锡 银 铜 ,微量元素包括Ge、P、Ga;助焊剂包括以下 质量 份数的成分:聚合松香10‑15份、 顺丁烯二酸 酐1‑5份、油醇聚 氧 乙烯醚1‑4份、铵盐1‑4份、 溶剂 400‑510份。本申请还公开一种波峰焊锡条的制作方法,包括以下步骤:(1)主合金的制备;(2)三元中间合金的制备;(3)锡合金的制备;(4)助焊剂的制备;(5)焊锡条的制备。本申请具有使得焊锡条的 润湿性 不容易受到影响,以此使得焊锡条在制作过程中不容易出现连锡、拉尖的现象的效果。 | ||
权利要求 | 1.一种波峰焊锡条,其特征在于:包括锡合金以及助焊剂,所述锡合金包括主合金和微量元素,所述主合金为锡银铜,所述锡银铜包括以下质量百分比的组分:96.5%锡、3.0%银、 |
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说明书全文 | 一种波峰焊锡条及其制作方法技术领域背景技术[0003] 目前,在锡条的制作工艺中,先加入锡锭在锅炉中熔化,熔化后,温度达到400℃时,加入金属铜或金属银,使得达到Sn99.3Cu0.7或Sn99.0Ag0.3Cu0.7或Sn96.5Ag3.0Cu0.5的合金配比,再加入抗氧化Sn、P,充分搅拌均匀后,用锡条模具浇筑成型,即可得到锡条。 发明内容[0005] 为了使得焊锡条的润湿性不容易受到影响,以此使得焊锡条在制作过程中不容易出现连锡、拉尖的现象,本申请提供一种波峰焊锡条及其制作方法。 [0006] 第一方面,本申请提供一种波峰焊锡条,采用如下的技术方案:一种波峰焊锡条,包括锡合金以及助焊剂,所述锡合金包括主合金和微量元素,所述主合金为锡银铜,所述锡银铜包括以下质量百分比的组分:96.5%锡、3.0%银、0.5%铜,所述微量元素包括Ge、P、Ga,Ge占主合金的质量百分比为0.008‑0.015%,P占主合金的质量百分比为0.006‑0.017%,Ga占主合金的质量百分比为0.004‑0.009%;所述助焊剂包括以下质量份数的成分:聚合松香10‑15份、顺丁烯二酸酐1‑5份、油醇聚氧乙烯醚1‑4份、铵盐1‑ 4份、溶剂400‑510份。 [0007] 通过采用上述技术方案,采用锡银铜作为主合金,并与特定比例的微量元素Ge、P、Ga互相配合,有利于促进松香的聚合反应,使得助焊剂的助焊性能提高,能有效在助焊剂中形成较好的流动,以此使得焊锡条的润湿性提高,从而在后续焊接过程中有效防止焊接面被氧化,有利于减少焊锡条在制作过程中的连锡或拉尖的现象。 [0008] 另外,发明人在研究过程中发现,在助焊剂中加入聚合松香和顺丁烯二酸酐互相配合,能够更好地辅助焊接,提高焊锡条的润湿性,进而使得助焊剂的扩展性更好。然而,在焊接过程中会出现少量的气泡,使得焊接的可靠性受到影响,但是通过加入油醇聚氧乙烯醚与聚合松香以及顺丁烯二酸酐互相协同配合,有效降低了气泡的表面张力,增加气泡体系与助焊剂之间的结合力,以此减弱气泡的稳定性,从而使得气泡消失。同时,有利于降低氧化渣的量,进一步提高了焊锡条的润湿性,使得焊接点更加饱满、光亮,进而使得被焊件的表面清洁度和整洁度较好,不容易出现连锡或拉尖的现象。 [0010] 通过采用上述技术方案,采用黄原酸纤维素和聚甘油酯以特定的比例互相配合,有利于提高其在助焊剂中的流动性,将在焊接过程中产生的飞溅的小分子颗粒包裹住,有助于提高焊锡条在焊接过程中的抗飞溅性能,以此使得焊锡条在焊接过程中具有较好的焊接性能。 [0011] 优选的,Ge占主合金的质量百分比为0.012%,P占主合金的质量百分比为0.010%,Ga占主合金的质量百分比为0.005%。 [0012] 通过采用上述技术方案,采用上述比例的微量元素,不仅有利于提高锡合金的机械性能,还使得焊锡条中的氧化渣的残留量大大降低,进一步提高焊锡条的焊接性能。 [0013] 优选的,所述助焊剂包括以下质量份数的成分:聚合松香14份、顺丁烯二酸酐1份、油醇聚氧乙烯醚2份、铵盐4份、溶剂460份。 [0014] 优选的,所述微量元素还包括Ce和Zr,Ce占主合金的质量百分比为0.005%,Zr占主合金的质量百分比为0.003%。 [0015] 通过采用上述技术方案,采用特定比例的Ce和Zr互相配合,有利于提高焊锡条的机械性能。 [0016] 优选的,所述铵盐由氯化铵和氟化铵以质量比为(1.5‑2):2混合而成。 [0017] 通过采用上述技术方案,采用特定比例的氯化铵和氟化铵混合而成,不仅能够起到更好的助焊作用,同时,还可以增加焊料的活性,以此使得焊锡条具有较好的性能。 [0019] 通过采用上述技术方案,采用上述物质中的一种或多种作为溶剂,有利于提高焊锡条的润湿性,并且,还使得焊接点更加饱满和光亮。 [0020] 优选的,所述助焊剂由质量比为1:(2‑4)的乙二醇苯醚和乙醇混合而成。 [0021] 通过采用上述技术方案,采用特定比例混合而成的乙二醇苯醚和乙醇互相配合,不仅有助于进一步改善助焊剂的活性,使得焊锡条具有较好的焊接性能,以此使得焊接点的牢固性能得到提升。 [0022] 第二方面,本申请提供一种波峰焊锡条的制作方法,采用如下的技术方案:一种波峰焊锡条的制作方法,包括以下步骤: (1)主合金的制备:将主合金在700~1400℃熔合2‑4h,得到主合金料; (2)三元中间合金的制备:将微量元素Ge和P在700‑1400℃下融合2‑4h,然后加入Ga熔融,得到三元中间合金; (3)锡合金的制备:将三元中间合金加入到主合金料中,在380‑400℃搅拌1‑2h,然后静置冷却24‑48h,再升温到380‑400℃,搅拌1‑2h,最后浇铸形成波峰焊用的锡合金; (4)助焊剂的制备:先将聚合松香加热熔融,然后依次加入顺丁烯二酸酐、油醇聚氧乙烯醚、铵盐以及溶剂,混合均匀,趁热过滤并收集滤液,于室温下冷却凝固,得到助焊剂; (5)焊锡条的制备:将锡合金与助焊剂同时加入挤压机内,挤压成型,即制得焊锡条。 [0023] 通过采用上述技术方案,采用上述方法制得的焊锡条,具有较好的机械性能以及润湿性,同时,生产工艺简单,有利于工业化生产。 [0024] 优选的,所述步骤(4)中还加入有黄原酸纤维素和聚甘油酯。 [0025] 通过采用上述技术方案,有利于提高焊锡条在焊接过程中的抗飞溅性能,使得焊锡条的质量得到保证。 [0026] 综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:1.通过采用锡银铜作为主合金,并与特定比例的微量元素Ge、P、Ga以及助焊剂互相配合,有利于提高焊锡条的润湿性,同时,采用油醇聚氧乙烯醚与聚合松香以及顺丁烯二酸酐协同配合,有利于减少在焊接过程中会产生的少量气泡,以此使得焊接的可靠性不容易受到影响。 [0027] 2.通过采用黄原酸纤维素和聚甘油酯以特定的比例互相配合,有利于提高其在助焊剂中的流动性,从而提高焊锡条在焊接过程中的抗飞溅性能。 [0028] 3.微量元素采用特定比例的Ge、P、Ga互相配合,有利于降低焊料合金的氧化渣,从而使得被焊件的清洁度和整洁度得到提升,使得制作过程中不容易出现连锡或拉尖的现象。 具体实施方式[0029] 以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。 [0030] 本申请的锡银铜(Sn96.5Ag3.0Cu0.5)焊料购自深圳市广信达焊锡制品有限公司。 [0031] 实施例1本实施例公开一种波峰焊锡条,包括锡合金以及助焊剂,锡合金包括主合金和微量元素,主合金为锡银铜,锡银铜包括以下质量百分比的组分:96.5%锡、3.0%银、0.5%铜,微量元素包括Ge、P、Ga(具体用量见表1),助焊剂包括以下质量份数的成分:聚合松香、顺丁烯二酸酐、油醇聚氧乙烯醚、铵盐、溶剂(具体用量见表1)。 [0032] 本实施例还公开一种波峰焊锡条的制作方法,包括以下步骤:(1)主合金的制备:将96.5kg锡、3.0kg银、0.5kg铜在700℃熔合2h,得到主合金料; (2)三元中间合金的制备:将微量元素Ge和P在700℃下融合2h,然后加入Ga熔融,得到三元中间合金; (3)锡合金的制备:将三元中间合金加入到主合金料中,在380℃的温度下,以 360r/min的转速搅拌1h,然后静置冷却24h,再升温到380℃,以300r/min的转速搅拌1h,最后浇铸形成波峰焊用的锡合金; (4)助焊剂的制备:先将聚合松香在140℃的温度下加热熔融,然后依次加入顺丁烯二酸酐、油醇聚氧乙烯醚、铵盐以及溶剂,以360r/min的转速搅拌均匀,趁热过滤并收集滤液,于室温下冷却凝固,得到助焊剂; (5)焊锡条的制备:将锡合金与助焊剂同时加入挤压机内,挤压成型,其中挤压过程中的温度为130℃,即制得焊锡条。 [0033] 实施例2与实施例1的区别在于: 一种波峰焊锡条的制作方法,包括以下步骤: (1)主合金的制备:将96.5kg锡、3.0kg银、0.5kg铜在1400℃熔合4h,得到主合金料; (2)三元中间合金的制备:将微量元素Ge和P在1400℃下融合4h,然后加入Ga熔融,得到三元中间合金; (3)锡合金的制备:将三元中间合金加入到主合金料中,在400℃的温度下,以 360r/min的转速搅拌2h,然后静置冷却48h,再升温到400℃,以300r/min的转速搅拌2h,最后浇铸形成波峰焊用的锡合金; (4)助焊剂的制备:先将聚合松香在138℃的温度下加热熔融,然后依次加入顺丁烯二酸酐、油醇聚氧乙烯醚、铵盐以及溶剂,以360r/min的转速搅拌均匀,趁热过滤并收集滤液,于室温下冷却凝固,得到助焊剂; (5)焊锡条的制备:将锡合金与助焊剂同时加入挤压机内,挤压成型,其中挤压过程中的温度为135℃,即制得焊锡条。 [0034] 实施例3与实施例1的区别在于: 一种波峰焊锡条的制作方法,包括以下步骤: (1)主合金的制备:将96.5kg锡、3.0kg银、0.5kg铜在850℃熔合2h,得到主合金料; (2)三元中间合金的制备:将微量元素Ge和P在850℃下2h融合,然后加入Ga熔融,得到三元中间合金; (3)锡合金的制备:将三元中间合金加入到主合金料中,在390℃,以360r/min的转速搅拌1h,然后静置冷却24h,再升温到390℃,以300r/min的转速搅拌2h,最后浇铸形成波峰焊用的锡合金; (4)助焊剂的制备:先将聚合松香在140℃的温度下加热熔融,然后依次加入顺丁烯二酸酐、油醇聚氧乙烯醚、铵盐以及溶剂,以360r/min的转速搅拌均匀,趁热过滤并收集滤液,于室温下冷却凝固,得到助焊剂; (5)焊锡条的制备:将锡合金与助焊剂同时加入挤压机内,挤压成型,其中挤压过程中的温度为130℃,即制得焊锡条。 [0035] 实施例4与实施例1的区别在于: 一种波峰焊锡条的制作方法,包括以下步骤: (1)主合金的制备:将96.5kg锡、3.0kg银、0.5kg铜在1000℃熔合4h,得到主合金料; (2)三元中间合金的制备:将微量元素Ge和P在1000℃下2h融合,然后加入Ga熔融,得到三元中间合金; (3)锡合金的制备:将三元中间合金加入到主合金料中,在400℃,以360r/min的转速搅拌1h,然后静置冷却24h,再升温到380℃,以300r/min的转速搅拌1h,最后浇铸形成波峰焊用的锡合金; (4)助焊剂的制备:先将聚合松香在136℃的温度下加热熔融,然后依次加入顺丁烯二酸酐、油醇聚氧乙烯醚、铵盐以及溶剂,以360r/min的转速搅拌均匀,趁热过滤并收集滤液,于室温下冷却凝固,得到助焊剂; (5)焊锡条的制备:将锡合金与助焊剂同时加入挤压机内,挤压成型,其中挤压过程中的温度为128℃,即制得焊锡条。 [0036] 实施例1‑4各成分的用量均见表1,用量的单位均为kg。 [0037] 表1实施例5 与实施例4的区别在于:预先将10kg的黄原酸纤维素和22kg的聚甘油酯混合均匀,再加入步骤(4)中与其他成分混合均匀。 [0038] 实施例6与实施例4的区别在于:预先将16kg的黄原酸纤维素和30kg的聚甘油酯混合均匀,再加入步骤(4)中与其他成分混合均匀。 [0039] 实施例7与实施例6的区别在于:以等量的黄原酸纤维素替代聚甘油酯。 [0040] 实施例8与实施例6的区别在于:以等量的聚甘油酯替代黄原酸纤维素。 [0041] 实施例9与实施例4的区别在于:步骤(2)中还加入有0.005kg的Ce和0.003kg的Zr。 [0042] 实施例10与实施例4的区别在于:步骤(2)中还加入有0.010kg的Ce和0.008kg的Zr。 [0043] 实施例11与实施例4的区别在于:铵盐由氯化铵和氟化铵以质量比为1.5:2混合而成;助焊剂由质量比为1:2的乙二醇苯醚和乙醇混合而成。 [0044] 实施例12与实施例4的区别在于:预先将16kg的黄原酸纤维素和30kg的聚甘油酯混合均匀,再加入步骤(4)中与其他成分混合均匀;步骤(2)中还加入有0.010kg的Ce和0.008kg的Zr; 铵盐由氯化铵和氟化铵以质量比为1.5:2混合而成;助焊剂由质量比为1:2的乙二醇苯醚和乙醇混合而成。 [0045] 对比例1与实施例4的区别在于:以等量的锡铜合金替代锡银铜合金。 [0046] 对比例2与实施例4的区别在于:以等量的In替代Ge。 [0047] 对比例3与实施例4的区别在于:以等量的In替代P。 [0048] 对比例4与实施例4的区别在于:以等量的In替代Ga。 [0049] 对比例5与实施例4的区别在于:步骤(4)中不加入顺丁烯二酸酐。 [0050] 对比例6与实施例4的区别在于:步骤(4)中不加入聚合松香。 [0051] 对比例7与实施例4的区别在于:步骤(4)中不加入油醇聚氧乙烯醚。 [0052] 对比例8与实施例4的区别在于:步骤(4)中不加入顺丁烯二酸酐、油醇聚氧乙烯醚、聚合松香。 [0053] 对比例9与实施例4的区别在于:Ge占主合金的质量百分比为0.002%,P占主合金的质量百分比为0.003%,Ga占主合金的质量百分比为0.011%;助焊剂包括以下质量份数的成分:聚合松香25份、顺丁烯二酸酐8份、油醇聚氧乙烯醚10份、铵盐6份、溶剂200份。 [0054] 实验1本实验根据GB/T228‑2002《金属材料室温拉伸试验方法》,分别对上述实施例以及对比例制得的焊锡条的抗拉强度以及延伸率进行检测,抗拉强度越大,说明焊锡条的机械性能越好;延伸率越大,说明焊锡条的润湿性越好。 [0055] 实验2本实验根据GB/11364‑89《钎料铺展性及添缝性试验方法》,分别对上述实施例以及对比例制得的焊锡条的扩展率进行检测,扩展率越大,说明焊锡条的可焊性越好。 [0056] 实验3本实验检测上述实施例以及对比例所制得的焊锡条的抗飞溅性能, (1)准备一张200mm×200mm的铝箔,并在中心挖一个直径为11mm的孔洞,并称重,再准备5段长度为1米的锡条,并称重; (2)测试被测锡条的助焊剂含量; (3)将铝箔放置在于金属板上,用温度为400℃的烙铁头以恒定速度推进锡条。 [0057] (4)试验完后,称量未融化焊料的质量,铝箔的重量。 [0058] (5)采用以下公式计算锡条的飞溅率:Fs=(N1‑N2)/((M1‑M2)×F/100)×100% 其中Fs为飞溅率;F为锡条中助焊剂的含量;N1为铝箔的重量;N2为残留有助焊剂的铝箔重量;M1为5段锡条的总重量;M2为没有熔化的钎料重量。飞溅率越低,说明焊锡条的抗飞溅性能越好。 [0059] 以上实验数据见表2。 [0060] 表2根据表3中对比例1‑4分别与实施例4的数据对比可得,对比例1中采用锡铜合金替代锡银铜合金,对比例2中微量元素只加入P和Ga,对比例3中微量元素只加入Ge和Ga,对比例4中微量元素只加入Ge和P,对比例1‑4中的抗拉强度基本相近,延伸率也基本相近,扩展率也基本相近;然而,实施例4中同时采用锡银铜,与微量元素Ge、P以及Ga互相配合,焊锡条的抗拉强度从50MPa左右升高至68MPa,延伸率从55%左右升高至79%,扩展率从75%左右升高至89%,说明同时采用锡银铜、Ge、P以及Ga互相配合,不仅有利于提高焊锡条的机械性能,还使得焊锡条的润湿性以及扩展率提高,以此使得焊锡条具有较好的焊接性能。 [0061] 根据表3中对比例5‑7分别与对比例8的数据对比可得,对比例5中助焊剂没有加入顺丁烯二酸酐,对比例6中助焊剂没有加入聚合松香,对比例7中助焊剂没有加入油醇聚氧乙烯醚,对比例8中助焊剂没有加入顺丁烯二酸酐、油醇聚氧乙烯醚、聚合松香,与对比例8相比而言,对比例7中焊锡条的延伸率从53%升高至68%,但是扩展率从73%降低至51%,说明助焊剂中加入顺丁烯二酸酐和聚合松香,有利于提高焊锡条的润湿性,但是会对焊锡条的可焊性产生影响。 [0062] 然而,根据实施例4与对比例7的数据对比可得,实施例4中同时加入了顺丁烯二酸酐、油醇聚氧乙烯醚以及聚合松香,延伸率从68%升高至79%,扩展率从51升高至89%,说明助焊剂中同时加入顺丁烯二酸酐、油醇聚氧乙烯醚以及聚合松香互相配合,不仅有利于提高焊锡条的润湿性,还使得焊锡条的可焊性能有明显的提高,而缺少其中的任一组分均不能达到上述效果。 [0063] 根据实施例5‑8分别与实施例4的数据分析可得,实施例7在实施例4的基础上还加入了黄原酸纤维素,实施例8在实施例4的基础上还加入了聚甘油酯,实施例7‑8的飞溅率基本接近,然而,实施例5中同时加入了黄原酸纤维素和聚甘油酯,实施例5的飞溅率从0.52%左右降低至0.36%,说明同时加入黄原酸纤维素和聚甘油酯互相配合,有利于提高焊锡条的抗飞溅性能,以此使得焊锡条具有较好的焊接性能。 [0064] 根据实施例9‑10的数据分别与实施例4分析可得,实施例9中微量元素还加入了特定比例的Ce和Zr,抗拉强度从68MPa升高至75MPa,说明同时加入Ce和Zr互相配合,有利于提高焊锡条的抗拉强度,而采用其他比例配合,不具有上述效果。 [0065] 以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。 |